Verbundvorhaben: Industrielle Erforschung der Auslegung von Windkraftanlagen für Vereisungsbedingungen (Drifa); Teilvorhaben: Entwicklung eines Eisansatzdetektors unter Aufrüstung eines Eiswindkanals für die Simulation der Vereisung bodennaher Atmosphäre
Zeitraum
2015-08-01 – 2019-04-30
Bewilligte Summe
786.916,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0325842A
Leistungsplansystematik
Windenergieanlagen - Rotoren, Rotorblätter [EB1211]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)
Förderprogramm
Energie
Da derzeit nur sehr überschlägige und ungenaue Auslegungsrichtlinien für das Vereisungsproblem von Windkraftanlagen existieren, soll im Rahmen von Drífa ein auf physikalischen Prinzipien basierendes Berechnungs- und Auslegungsverfahren entwickelt werden, welches einerseits die Vorhersage von Eiswachstum am Rotorblatt ermöglicht, und andererseits neue Regelungskonzepte des Enteisungssystems ermöglicht. Somit sollen insbesondere Maßnahmen industriell erforscht werden, die den hohen Energiebedarf des Enteisungssystems senken, der derzeit bis zu 10% der Windkraftanlagen-Nennleistung beträgt. Um die Qualität der Berechnungsverfahren überprüfen und quantifizierbar bewerten zu können, soll der Eiswindkanal der TU Braunschweig zum Einsatz kommen, der im Rahmen des Projekts für die Simulation von Vereisungsbedingungen der bodennahen Atmosphäre erweitert wird, und damit weltweiten Benchmark-Charakter für zukünftige Modellversuche zur Vereisung von Windkraftanlagen besitzen wird. Folgende Arbeitsziele sollen erreicht werden: - Entwicklung eines technischen und physikalischen Verständnisses: Vereisungsbedingungen der bodennahen Atmosphäre unterscheiden sich von der Flugzeugvereisung, für die seit Jahrzehnten dezidierte Auslegungsrichtlinien existieren. - Detektion von Eisgefahr: Es soll ein computergestütztes Eisberechnungstool entwickelt werden, welches auf meteorologischen Randbedingungen der bodennahen Atmosphäre basierend, die Gefahr von Vereisung lokal am Rotorblatt vorhersagt. - Detektion von Eisansatz am Rotorblatt: Eiswindkanalversuche und computergestützte Eisaufbauberechnungen sollen genutzt werden, um den aerodynamischen Wirkungsgradeinbruch durch Eisansatz am Rotorblatt zu beschreiben. - Neue Regelungskonzepte der Rotorblattheizung: Werden Eisgefahr und Eisansatz richtig detektiert, kann die Heizleistung dynamisch angepasst werden, so dass bei minimalem Energieaufwand frühzeitig einem Leistungseinbruch der Windkraftanlage entgegengewirkt werden kann.
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